新的環保法規正在向制造商施壓,要求他們對于排放量提供更準確的測量和保證持續記錄。制造商不僅正致力于解決排放對環境造成的影響——正如規章所要求,許多制造商還設法減少遵守法規所帶來的復雜性、成本和風險,并充分利用排放交易制度。
傳感器驗證輸出模型和驗證失敗的溫度傳感器的信號
這種針對制造商的行為是全球化的,從亞洲到歐洲再到美國,幾乎每一個國家都收緊排放標準,并要求生產商對其在生產過程中排放的物質負責。
傳統管理排放的方法涉及復雜的數據收集系統和報告工作流程,其中許多是基于硬件的、人力密集型并且特別依賴多種電子表格和日志的形式。對于當今的法規要求,這些方法缺乏準確性、及時性、一致性和安全性。即使是很小的錯誤都會導致不準確的報道、錯過最后期限、許可證吊銷、罰款和最終的利潤損失。
所有這些引出了一個問題:企業如何節省成本地監控這些數據?更重要的是,就算監控無需安裝和維護昂貴的硬件和系統,甚至僅僅是冗余和先進的設備,還是容易出現故障和人為錯誤,最終導致公司上千甚至數百萬的虧損。
基于軟件的連續排放監控(CEM)系統是眾多廠商正在研究中的一個可行的解決方案。
廣大制造商對于該基于軟件的CEM系統的興趣在于其能夠根據實時過程數據來預測排放量,比傳統的基于硬件的CEM系統更加準確、可靠且有性價比。借助適用歷史和實時過程數據的在線模塊,基于軟件的CEM系統完成預發性監控和記錄,在排放量超限之前就協助公司確定問題所在。這使得制造商能夠最大限度地提高生產,并將排放固定在限值以內,根據業務和市場目標確定有效的排放貿易決定。
傳感器、推算與模型
基于軟件的CEM系統是怎樣做到這些的呢?通過用混合建模技術,結合經驗計算,運用工廠傳感器的歷史和實時數據監測排放量。此模型通過廣泛的精確度和可靠性有據可查的數據源、實時提供排放預測。這種做法被稱作預發性排放監測系統(PEMS),允許從現有的控制臺操作界面為模型操作或工程技術人員提供資料。該監測系統隨后可與當今商業中常用的報表軟件結合。
基于軟件的CEM系統通過與現有的過程和環境相關傳感器的協作,提供實時的排放監測,給出準確的、幾乎實時的排放信息。輸出結果可與控制設備連接,以幫助減少排放和改善經營。此外,獲得詳盡的、精確到分鐘的工廠范圍排放信息,也使排放控制成為工廠自動化戰略持續的基礎。
基于軟件的連續排放監測與基于硬件的方法對比,其額外的好處還包括:
·低安裝和維護成本;
·更高穩定性;
·更低安全風險;
·迅速調配、快速適應;
·無需操作和維護所涉及的勞動和材料成本;
·快速準確發現故障,減少平均修理時間。
新的法規要求制造商根據所在地方、州和聯邦的要求,計算每小時和每天的記錄,并確保他們的排放量低于上限。所有排放源,包括火炬、加熱器、冷卻塔和儲油罐,都需要評估。
實現EPA規定的連續運行最低標準,要求在傳感器故障時仍能夠提供可靠數據的能力。制造商可以使用傳感器校驗系統來達到要求。這些系統應包括以下模型,如可以檢測傳感器故障(或漂移),并自動重建一個適當的值取代故障傳感器來確定準確的排放水平。該模型可以準確的預計排放量,而不論傳感器故障中斷與否。
搭建基于軟件的CEM系統應首先對項目范圍進行討論。參與者設計建立監測系統的功能,確定必要的過程傳感器。如果沒有現成的進程(如硬件CEMS或其他監測系統),工程師可以從歷史數據或數據記錄器獲得過程數據。此外一些環境監測公司可以被用來收集堆棧排放數據。
排放單位通過評估其運作的整個周期,超過2至7天的時間(根據該單位的復雜性而定)來收集數據。制造商可以使用過程和堆棧數據,為基于軟件的CEM系統構建一個高精確度的排放模型。
智能電網標準
一場特殊的智能電網領導人會議拉開了NIST智能網格標準首腦會議的帷幕。業內高管被邀請分享對智能電網實施的看法,將標準的開發列入日程。
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太陽能加熱
Enphase Energy,一家太陽能轉換系統的全球制造商,隨著對技術的興趣增加,正在積蓄著新的風險資本融資。與此同時,西門子贊助了2009年的Solar Exchange活動。
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制造商的過失
Atlantic States Cast Iron Pipe公司被發現涉案“公然違反環境和工人安全法”。制造商工廠經理、維修主管和一名工程師也被指控。
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EPA排放評估
EPA排放測試中心制定和公布了5項PEMS(預發性排放監測系統)協議和性能規格,所有項目詳細信息在EPA的技術轉移網站上。www.epa.gov/ttn/emc/monitor.html
這些規范EPA聘請了獨立的顧問公司評估PEMS ,并從中確定PEMS要求的傳感器校驗,以消除傳感器出現故障時預測錯誤的可能性。EPA還要求控制工程網版權所有,必須由經過認證的專業人員建立一個傳感器校驗系統。
排放測試中心現在承認預測監控相對于硬件CEM是一個有效選擇,大多數州已經開始遵循EPA的建議了。